(57)【要約】      （修正有）【課題】  簡単な構造で採光性及び吸音性を備えた吸音採光天井構造を提供する。【解決手段】  筒状の芯材２と、該芯材２に巻き付けた吸音材１３と、該吸音材１３の外周面を覆う多孔材１４とを有する複数本の吸音筒１からなり、透明屋根の下側の天井面に前記複数本の円筒形状の吸音筒１を相互に間隔を隔てて配設し、横置きまたは縦置き型も吸音採光リーバーを形成して天井面に装着した。また、吸音筒１の軸芯を屋根面又は天井面の傾斜方向に対して直角又は水平方向に配置した。【選択図】図１
2007217932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の芯材と、該芯材に巻き付けた吸音材と、該吸音材の外周面を覆う多孔材とを有する複数本の吸音筒からなり、透明屋根の下側の天井面に前記複数本の吸音筒を相互に間隔を隔てて配設したことを特徴とする、吸音採光天井構造及び防風スクリーン構造。
【請求項２】
前記吸音筒は円筒形状であることを特徴とする、請求項１に記載の吸音採光天井構造及び防風スクリーン構造。
【請求項３】
前記複数本の吸音筒により横置き型の吸音採光ルーバーを形成して天井面に装着したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の吸音採光天井構造及び防風スクリーン構造。
【請求項４】
前記複数本の吸音筒により縦置き型の吸音採光ルーバーを形成して天井面に装着したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の吸音採光天井構造及び防風スクリーン構造。
【請求項５】
前記吸音筒の軸芯を屋根面又は天井面の傾斜方向に対し直角方向に配置したことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の吸音採光天井構造及び防風スクリーン構造。
【請求項６】
前記吸音筒の軸芯を屋根面又は天井面の傾斜方向に対し平行方向に配置したことを特徴とする、請求項１に記載の吸音採光天井構造及び防風スクリーン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物内に光を取り入れるとともに吸音効果のある吸音採光天井構造及び防風スクリーン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の天井構造や、駅舎あるいはステージなどの部屋の側面が開放された天井構造として、屋根面からの自然光を採光するとともに建物内の騒音を吸収したり不要な反射を避けるために吸音作用が求められる。しかし、通常の天井材は天井面全体を覆う板材又は様々な形状の屋根材であり、採光性がなくまた吸音性もない。開放された天井構造の場合、吹き抜ける風が天井に配置される部材に影響を与えるおそれがある。
【０００３】
一方、採光性及び吸音性を備えた天井構造が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された天井構造は、一方の面が反射材で他方の面が吸音材で構成された複数枚のウィングを放射状に配設し、ウィングを回転駆動することにより、ウィング間の隙間から光を取り入れるとともに吸音効果を得るようにしている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の天井構造では、ウィングの放射状取付け構造が複雑になり、またウィングの駆動装置が必要になって天井構造が大掛かりで複雑なものになる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２７９５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、簡単な構造で採光性及び吸音性、防風作用を備えた吸音採光天井構造及び防風スクリーン構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、筒状の芯材と、該芯材に巻き付けた吸音材と、該吸音材の外周面を覆う多孔材とを有する複数本の吸音筒からなり、透明屋根の下側の天井面に前記複数本の吸音筒を相互に間隔を隔てて配設したことを特徴とする吸音採光天井構造及び防風スクリーン構造を提供する。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記吸音筒は円筒形状であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記吸音筒の軸芯を屋根面又は天井面の傾斜方向に対し直角方向に配置したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記吸音筒の軸芯を屋根面又は天井面に対し平行方向に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、筒状の芯材にグラスウール等の吸音材を巻き付け、その表面をパンチングメタルや網材等の多孔材で覆って吸音筒を形成することにより、軽量でシンプルな構造の吸音筒が得られ、このような吸音筒を複数本間隔を隔てて平行に並べることにより、簡単に吸音採光ルーバーが形成でき、これを天井面に組み込むことにより、天井面で各吸音筒により吸音効果が得られるとともに各吸音筒間の平行な開口部を通して屋根面側から光を取り入れることができる。また、吸音筒を並べる間隔又は方向を変えることにより、容易に採光量を変えることができ、外観的にも優れた天井を形成することができる。さらに、このように並べられた吸音筒により、防風スクリーンを形成することができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、芯材を円筒パイプとして全体を円筒形状の吸音筒とすることにより、軽量で取扱い性がよくなって、複数本並べて組立てるときの施工性が向上するとともに、見栄えのよい天井面が形成できる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、各吸音筒の軸芯を屋根面又は天井面の傾斜方向に対し直角方向、すなわち水平方向に配置して容易に横置き型の吸音採光ルーバーを形成し、これを天井面に取り付けて吸音性及び採光性の優れた天井構造を実現することができる。なお、横置き型の吸音採光ルーバーは、必ずしも水平配置でなくてもよく、屋根面に沿って傾斜していてもよい。
【００１４】
請求項４の発明によれば、各吸音筒の軸芯を屋根面又は天井面の傾斜方向に対し平行方向、すなわち傾斜に沿った方向に配置して容易に縦置き型の吸音採光ルーバーを形成し、これを天井面に取り付けて吸音性及び採光性の優れた天井構造を実現することができる。なお、縦置き型の吸音採光ルーバーは、必ずしも垂直配置でなくてもよく、各吸音筒を縦方向（屋根面傾斜方向）に沿って傾斜した状態で配置してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施例に係る吸音採光ルーバーの平面図である。
芯材２に吸音材１３を巻き付け、その外周面を多孔材１４で覆って吸音筒１が形成される。複数本の吸音筒１の芯材２の両端が枠材３に固定される。各吸音筒１は所定の間隔を隔てて配設され、各吸音筒１，１間に開口部４が形成される。これらの開口部４を通して光が透過する。このように複数本の吸音筒１を間隔を隔てて並列させることにより吸音採光ルーバー１０が形成される。
【００１６】
図２は、本発明に係る天井構造の全体図である。この例は、横置き型の吸音採光ルーバーによる天井構造を示す。
屋根枠材５に透明なガラス板（又は樹脂板）からなる屋根材６が嵌め込まれ、傾斜した屋根面７が形成される。屋根面７の下側に縦枠材１１を介して天井枠材８が設けられ、屋根面７と平行な天井面９が形成される。天井面９に、間隔を隔てた横枠列８ａごと（この例では１列おき）に横置き型の吸音採光ルーバー１０が装着される。
【００１７】
図３は、図２のＡ−Ａ矢視図である。前述の図１に示したように、吸音採光ルーバー１０は、複数本の吸音筒１を並列して構成される。このような吸音採光ルーバー１０を、各吸音筒１の軸を横方向（水平）に配置し、間隔を隔てて天井面９に装着する。このような横置き型の吸音採光ルーバーによる天井構造では、各々の吸音採光ルーバー１０が、それ自体で採光性を有するとともに、隣り合う吸音採光ルーバー１０が間隔を隔てて配置されるため天井面からの採光性がさらに向上する。また、間隔の調整により採光量の調整が容易にできるとともに、意匠性を高めて外観を向上させることができる。さらに、吸音採光ルーバー１０が並べられるため、天井面の気流を乱れさせて風力を弱めることができ、防風スクリーンとしても適用可能である。
【００１８】
図４は、本発明に係る別の天井構造の全体図である。この例は、縦置き型の吸音採光ルーバーによる天井構造を示す。
屋根枠材５に透明なガラス板（又は樹脂板）６が嵌め込まれ、傾斜した屋根面７が形成される。屋根面７の下側に縦枠材１１を介して天井枠材８が設けられ、屋根面７と平行な天井面９が形成される。間隔を隔てた縦枠列１１ａごと（この例では１列おき）に縦置き型の吸音日除けルーバー１０が装着される。
【００１９】
図５は、図４のＢ−Ｂ矢視図である。前述の図１に示したように、吸音採光ルーバー１０は、複数本の吸音筒１を並列して構成される。このような吸音採光ルーバー１０を、各吸音筒の軸を縦方向（垂直）に配置して間隔を隔てて屋根面７と天井面９の間の縦枠列１１ａに装着する。
【００２０】
このような縦置き型の吸音採光ルーバーによっても、前述の横置き型と同様に適正な吸音性及び採光性が得られる。また、防風スクリーンとしても適用することができる。
【００２１】
なお、図２の横置き型の吸音採光ルーバーを、各吸音筒の軸芯を水平配置したまま、図４の縦枠列１１ａに装着することも可能である。一方逆に、図４の縦置き型の吸音採光ルーバーを、各吸音筒の軸芯を天井面９の傾斜に沿って縦の斜め方向に配置したまま、図２の横枠列８ａに装着することも可能である。
【００２２】
図６は、本発明の実施例に係る吸音筒の構成図であり、（ａ）は吸音筒の軸方向に沿った縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ部分の断面図である。
吸音筒１は、アルミ合金の円筒パイプ材からなる芯材２の周囲に、リング状の固定リブ１２を複数個（図では２個）介してグラスウールなどの吸音材１３を巻き付けたものである。吸音材１３の外周面は、パンチングメタルからなる多孔材１４で覆われる。多孔材１４は、芯材２に固定された支持板１５に固定される。多孔材１４として、網目状のエキスパンドメタルやメッシュ部材等を用いることもできる。固定リブ１２の間に空気層１６が形成される。なお、図では円筒形の吸音筒１を示すが、筒形状であれば、外周が四角や三角形状であってもよい。
【００２３】
次に、本発明に係る吸音採光ルーバーの吸音特性の試験について説明する。この試験は、吸音採光ルーバーの「残響室における１本当たりの吸音力」の試験を目的として、ＪＩＳＡ１４０９「残響室法吸音率の測定方法」に準拠して実施した。
【００２４】
試験方法は、試験体を吊り下げ吸音体または床（壁、天井）配置吸音体とみなし、吸音表面積が３．５〜２０ｍ2程度となる本数を設けた。
【００２５】
吊り下げ吸音体の場合（Ａ，Ｂ及びＤタイプ）は、支柱に渡したワイヤから筒状吸音体（吸音筒）を吊るし、下端を床面から０．５ｍ程度浮かせた。
【００２６】
床配置吸音体の場合（Ｃ及びＥタイプ）、床面との間に空気層を設け、Ｃタイプでは試験体の周辺を木枠で囲った。
【００２７】
試験体１本当たりの残響室での吸音力は、残響室の空室時の残響時間と試験体設置時の残響時間より下記の数式で算出した。
【００２８】
【数１】
2007217932.tif 000003
【００２９】
残響時間は、図７（ａ）に示す残響時間計測系統図により計測した。計測時は、図示したタイムストレッチパルス音源によってインパルス応答を計測した。解析時に１／３オクターブバンドのフィルタリングを実施し、シュレイダー法により残響減衰曲線を求め、最小二乗法により残響時間を算出した。音源は１ヵ所とし、受音点は５ヵ所とした。
【００３０】
試験体の構成を図７（ｂ）に示す。試験体１７は、外径２０ｍｍ、肉厚３ｍｍのアルミパイプで芯材２を形成し、これに１２ｍｍ×１２ｍｍで肉厚１．５ｍｍのアルミアングル材で固定リブ１２を形成した。吸音材１３は、厚さ２０ｍｍのグラスウールを筒状に巻いたものである。吸音材１３の表面は、孔径１ｍｍ、ピッチ５ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミパンチング材からなる多孔材１４で覆われる。円筒状の試験体１７の外径Ｄは９１ｍｍ、長さＬは２．０ｍであり、表面積ＳはＳ＝π×Ｄ×Ｌ＝０．５７ｍ2  である。
【００３１】
上記試験体１７を用いて下記の表１の試験体設置条件において吸音率測定を行った。
【００３２】
【表１】
2007217932.tif 000004
【００３３】
図８は、Ａタイプ（十字型配置）の試験方法説明図である。残響室１８の中心付近（壁から１０００ｍｍ離れる）に試験体１７を十字型に配置して垂直吊り下げ形式の吸音採光ルーバー２１Ａを形成した。スピーカ１９は、図示した１ヶ所の位置に設け、マイク（受音点）２０は５ヶ所に設けた。各試験体１７は、単管で組んだ骨組み（支柱２２及び横枠２３）の横枠２３に、ロープ２４及び番線（針金）を用いて吊るした。骨組みのみを置いた空室状態の残響時間も測定した。各試験体１７の下端は、床面２５から５００ｍｍ程度上げた。
【００３４】
Ａ１十字型は、ピッチ２００ｍｍで試験体１７を３３本使用し、８本×４列で１本を中心に配置した。
Ａ２十字型は、ピッチ４００ｍｍで試験体１７を１７本使用し、４本×４列で１本を中心に配置した。
Ａ３十字型は、ピッチ６００ｍｍで試験体１７を１３本使用し、３本×４列で１本を中心に配置した。
【００３５】
図９（ａ）（ｂ）は、Ｂタイプ（コ字型配置及びロ字型配置）の試験体配列図である。図９（ｃ）は、Ｄタイプ（一列配置）の試験体配列図である。残響室の形状及びスピーカやマイクの位置はいずれも前記Ａタイプと同様である。
【００３６】
Ｂ１コ字型は、ピッチ１３５ｍｍで試験体１７を３６本使用し、１１本＋１２本＋１１本をコ字状に配置し、２本を隅部に配置した。
Ｂ２ロ字型は、ピッチ２００ｍｍで、試験体１７を３６本使用し、８本×4辺をロ字状に配置し、４本を隅部に配置した。
Ｂ３ロ字型は、ピッチ３００ｍｍで、試験体１７を２４本使用し、５本×4辺をロ字状に配置し、４本を隅部に配置した。
Ｂ４ロ字型は、ピッチ４００ｍｍで、試験体１７を１６本使用し、３本×4辺をロ字状に配置し、４本を隅部に配置した。
Ｂ５ロ字型は、ピッチ６００ｍｍで、試験体１７を１２本使用し、２本×4辺をロ字状に配置し、４本を隅部に配置した。
【００３７】
Ｄ１一列型は、ピッチ１３５ｍｍで、試験体１７を２９本使用し、１４本×２を一直線上に配置し、１本をその中心に配置した。
Ｄ２一列型は、ピッチ２００ｍｍで、試験体１７を２０本使用し、１０本×２を一直線上に配置した。
Ｄ３一列型は、ピッチ３００ｍｍで、試験体１７を１３本使用し、６本×２を一直線上に配置し、１本をその中心に配置した。
Ｄ４一列型は、ピッチ６００ｍｍで、試験体１７を７本使用し、３本×２を一直線上に配置し、１本をその中心に配置した。
【００３８】
図１０は、C（C1）タイプ（枠有り床配置型）の試験方法説明図である。残響室の形状及びスピーカやマイクの位置はいずれも前記Ａタイプと同様である。
（ａ）に示すように、長さ２ｍの吸音筒１７を３８００ｍｍ×４４００ｍｍの木枠２６内に２列に並べた。木枠２６は、残響室の壁から１m程度離し、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、材木２７で試験体１７と床面２５との間に約２０ｍｍの空気層２８を設けた。木枠２６のみを置いた空室状態の残響時間も測定した。
【００３９】
C１平面型は、ピッチ２００ｍｍで、試験体１７を３６本使用し、１８本×２列を床面に配置した。
【００４０】
図１１は、Ｅタイプ（枠無し床配置型）の吸音筒の配列説明図である。単管で組んだ骨組み（支柱２２及び横枠２３）の横枠２３上に、吸音体１７を２列に床面２５から３００〜１０００ｍｍ浮くように並べた。骨組みは残響室の壁から１ｍ程度離した。骨組みのみを置いた空室状態の残響時間も測定した。残響室の形状及びスピーカやマイクの位置はいずれも前記Ａタイプと同様である。
【００４１】
Ｅ１床配置型は、床面から３００ｍｍ、ピッチ２００ｍｍで１４本の試験体を２列に配列して合計２８本使用した。
Ｅ２床配置型は、床面から５００ｍｍ、ピッチ２００ｍｍで１４本の試験体を２列に配列して合計２８本使用した。
Ｅ３床配置型は、床面から１０００ｍｍ、ピッチ２００ｍｍで１４本の試験体を２列に配列して合計２８本使用した。
Ｅ４床配置型は、床面から１０００ｍｍ、ピッチ１３５ｍｍで１８本の試験体を２列に配列して合計３６本使用した。
【００４２】
図１２〜図１６はそれぞれ、Ａタイプ〜Ｅタイプの試験方法による測定結果を表したものである。各図において、（ａ）は測定結果をプロットしたグラフであり、吸音筒の１本当りの吸音力を示す。横軸は１／３オクターブ中心周波数（ＫＨｚ）であり、縦軸は残響室法吸音力（ｍ2）である。（ｂ）は（ａ）でプロットした点を表にしたものである。
【００４３】
以上の結果から、本発明に係る吸音筒を所定のピッチで複数本配列して吸音採光ルーバーを構成した場合における、吸音筒１本当りの吸音力について、Ａ〜Ｅタイプのそれぞれピッチを変えた場合の特性が分かる。このような結果に基づいて、実際の建物や施設で必要とされる吸音特性に合わせて最適な形式形状の吸音採光ルーバーを構成する。この場合、実際には吸音筒１本当りの吸音力だけでなく、ルーバー全体を通して必要な吸音力を考慮しなければならない。その場合には、吸音筒合計の本数や配列ピッチなどを考慮する必要がある。さらに、吸音特性だけでなく、採光性についても考慮しなければならない。その場合、光は吸音筒間の開口を透過するため、開口面積が採光性に大きく影響し、吸音筒の配列ピッチが重要なルーバーの設定基準になる。したがって、実際に天井構造を設計する場合には、建物や施設の屋根構造に基づく天井面での採光性、天井面の意匠性、騒音発生源の周波数特性なとを総合的に考慮する必要がある。この場合、前述の図１２〜図１６の吸音筒１本当りの吸音力の試験結果に加えて、吸音筒の全体本数や寸法及び配列ピッチを考慮し、さらに吸音すべき音源周波数を考慮して最適な構造の吸音採光ルーバーを設計する。また、吸音周波数特性については、各吸音筒の空気層１６（図６、図７）の大きさ及び吸音材１３の材質が問題となる。前述の実施例では、吸音材１３は、グラスウールで構成したが、紙材や布材を用いてもよい。吸音材の材質に応じて、同じ寸法の吸音筒であっても空気層の寸法が変わって吸音特性を変えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は吸音性とともに採光性を必要とする建物や施設の天井構造に対し適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施例に係る吸音採光ルーバーの平面図。
【図２】本発明に係る横置き型吸音採光ルーバーによる天井構造の斜視図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】本発明に係る縦置き型吸音採光ルーバーによる天井構造の斜視図。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図。
【図６】吸音筒の構成説明図。
【図７】本発明の吸音筒の試験方法説明図。
【図８】Ａタイプの試験方法説明図。
【図９】Ｂタイプ及びＤタイプの試験方法説明図。
【図１０】Ｃタイプの試験方法説明図。
【図１１】Ｅタイプの試験方法説明図。
【図１２】Ａタイプの試験結果説明図。
【図１３】Bタイプの試験結果説明図。
【図１４】Cタイプの試験結果説明図。
【図１５】Dタイプの試験結果説明図。
【図１６】Ｅタイプの試験結果説明図。
【符号の説明】
【００４６】
１：吸音筒、２：芯材、３：枠材、４：開口部、５：屋根枠材、６：屋根材、７：屋根面、８：天井枠材、８ａ：横枠列、９：天井面、１０：吸音採光ルーバー、１１：縦枠材、１１ａ：縦枠列、１２：固定リブ、１３：吸音材、１４：多孔材、１５：支持板、１６：空気層、１７：試験体、１８：残響室、１９：スピーカ、２０：マイク、２１Ａ：垂直吊り下げ形式の吸音採光ルーバー、２２：支柱、２３：横枠、２４：ロープ、２５：床面、２６：木枠、２７：材木、２８：空気層
【図１】
2007217932.tif 000005
【図２】
2007217932.tif 000006
【図３】
2007217932.tif 000007
【図４】
2007217932.tif 000008
【図５】
2007217932.tif 000009
【図６】
2007217932.tif 000010
【図７】
2007217932.tif 000011
【図８】
2007217932.tif 000012
【図９】
2007217932.tif 000013
【図１０】
2007217932.tif 000014
【図１１】
2007217932.tif 000015
【図１２】
2007217932.tif 000016
【図１３】
2007217932.tif 000017
【図１４】
2007217932.tif 000018
【図１５】
2007217932.tif 000019
【図１６】
2007217932.tif 000020